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斗輪堆取料機無人作業控制系統
中科航宇（北京）自動化工程技術有限公司針對煤場、港口自動化改造需求，自主研發斗輪堆取料機無人作業控制系統并成功實施運行。本系統采用技術達到先進水平，產品具有自主知識產權， 是一種非接觸式設備，系統安裝和維護便捷。
一、系統功能：
| 堆料作業
| 取料作業 |
業務 流程 | 根據料場的堆料情況（品質、容量）、物料的品種、物料的量進行自動尋找物料的存放位置和存放量。將堆料作業指令發送給斗輪機PLC，斗輪機根據作業指令自動行走到位置，并調整旋轉和俯仰角度到堆料點，然后啟動堆料完成作業。 | 根據料場的堆料情況（品質、容量）、物料的品種、物料的量給出所需物料的存放位置，取料切入點。將取料作業指令發送給斗輪機PLC，斗輪機根據作業指令自動行走到位置，并調整旋轉和俯仰角度到取料切入點，然后啟動取料作業。取料系統實時檢測取料量，當達到取料要求后報警，提醒操作人員停止系統。 |
作業 方式 | 定點堆料法 回轉堆料法 行走堆料法 | 回轉分層分段取料 回轉定點分層取料 行走取料 |
- 提高上料效率，節約能耗； 能有效進行均衡配煤，不同煤種的合理充分混配可有效地提高鍋爐燃燒的穩定性和煤燃燒效率；
- 有效防止超載，提高系統的安全性； 減少斗輪機懸臂回轉的啟停次數和運行時間，延長設備的使用壽命；
- 減輕司機的勞動強度，規避人為的事故； 非接觸式流量檢測設備，未來設備維護量較小；
- 獨立性較強，易與原斗輪機的控制系統整合。
二、總體設計：
整個系統網絡圖分為三層：
下層包括：定位系統設備，防撞系統設備，掃描儀設備等。
中間是系統控制層，主要是生產數據的采集和處理。
上層是廠級系統，主要是管理數據的綜合分析處理。如燃料管理系統等。
三、工藝流程
1、通過激光掃描儀對料場的整個料堆進行扇形掃描。
2、斗輪機定位系統確定堆取料機的行程、回轉、俯仰角度數據。
3、數據通信將定位好的斗輪機的位置參數和料堆的邊界數據傳送至操作終端。
4、圖像處理軟件對激光掃描儀、定位數據等進行處理，轉換成料堆的直觀三維圖像，并提供料堆重要邊界點的坐標參數。
5、控制人員根據實際的作業任務建立作業計劃，初始化模型參數后下發作業指令，利用料堆模型和PLC模塊控制斗輪機自動化作業。
四、自動保護措施
中斷：在自動堆取料過程中，系統因為人為因素、環境因素、設備因素等出現任務作業中斷時，操作人員可以切換到半自動操作狀態或手動操作狀態。
悶斗：監控斗輪電機電流，為防止料堆發生坍塌，將斗輪埋在坍塌的料堆中。
過載：監控驅動電機電流、皮帶秤、皮帶中部激光掃描儀設備，數據異常后停止斗輪機動作。
五、系統優勢
本系統堅持安全性、實用性、先進性、開放性的建設原則，以節能、降耗、堵漏為核心，以提高企業的綜合收益能力為目標。
- 度高，采用先進的設備和技術提高系統的度，系統的定位誤差控制在0.05m以內;
- 系統兼顧料場盤點功能，作業過程中可以實時對料場進行扇形掃描，確保料場的實時性。
- 滿足企業管理系統對生產數據的采集要求，滿足數字化料場的需求，可以與各應用系統集成。
- 作業模型可靈活調節、切換，模型中的參數可根據實際作業人工或智能無級調節。